数电课程设计五人抢答器设计Word格式文档下载.docx
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图1所示的定时抢答器的工作过程是:
接通电源时,节目主持人将开关置于“去除〞位置,抢答器处于禁止工作状态,编号显示器灭灯,定时显示器显示设定的时间,当节目主持人宣布“抢答开始〞,同时将控制开关拨到“开始〞位置,扬声器给出声响提示,抢答器处于工作状态,定时器倒计时。
当定时时间到,却没有选手抢答时,系统报警,并封锁输入电路,禁止选手超时后抢答。
当选手在定时时间内按动抢答键时,抢答器要完成以下四项工作:
①优先编码电路立即分辨出抢答者的编号,并由锁存器进展锁存,然后由译码显示电路显示编号;
②扬声器发出短暂声响,提醒节目主持人注意;
③控制电路要对输入编码电路进展封锁,防止其他选手再次进展抢答;
④控制电路要使定时器停止工作,时间显示器上显示剩余的抢答时间,并保持到主持人将系统清零为止。
当选手将问题回答完毕,主持人操作控制开关,使系统回复到禁止工作状态,以便进展下一轮抢答。
2、根本原理电路
其工作原理为:
接通电源后,主持人将开关拨到"
去除"
状态,抢答器处于禁止状态,编号显示器灭灯,定时器显示设定时间;
主持人将开关置开始"
状态,宣布"
开始"
抢答器工作。
定时器倒计时,扬声器给出声响提示。
选手在定时时间内抢答时,抢答器完成:
优先判断、编号锁存、编号显示、扬声器提示。
当一轮抢答之后,定时器停止、禁止二次抢答、定时器显示剩余时间。
如果再次抢答必须由主持人再次操作"
和"
状态开关。
3、电路元件的选择与参数
3.1〈74LS148〉
8线-3线优先编码器74LS148
图3.1.174LS148引脚图
输入
输出
EI
I0
I1
I2
I3
I4
I5
I6
I7
A2
A1
A0
GS
EO
1
x
图3.1.2优先编码器74ls148功能表
74ls148逻辑表达式
使能端OE(芯片是否启用)的逻辑方程:
OE=I0·
I1·
I2·
I3·
I4·
I5·
67·
IE
当OE输入IE=1时,禁止编码、输出(反码):
A2,A1,A0为全1。
当OE输入IE=0时,允许编码,在I0~I7输入中,输入I7优先级最高,其余依次为:
I6,I5,I4,I3,I2,I0,I0等级排列。
从以上的的功能表中可以得出,74ls148输入端优先级别的次序依次为I7,I6,…,I0。
当某一输入端有低电平输入,且比它优先级别高的输入端没有低电平输入时,输出端才输出相应该输入端的代码。
例如:
I5=0且I6=I7=1(I6、I7优先级别高于I5)如此此时输出代码010(为(5)10=(101)2的反码)这就是优先编码器的工作原理。
3.2〈74LS192〉
十进制可逆计数器74LS192
图3.2.174LS192引脚图图3.2.274LS192逻辑图
输入
输出
×
d
c
b
a
加计数
减计数
图3.2.374LS192功能真值表
①该器件为双时钟工作方式,CP+是加计数时钟输入,CP-是减计数时钟输入,均为上升沿触发,采用8421BCD码计数。
②Cr为异步清0端,高电平有效。
③LD为异步预置控制端,低电平有效,当Cr=0、LD=0时预置输入端D、C、B、A的数据送至输出端,即QDQCQBQA=DCBA。
④进位输出和借位输出是分开的。
OC为进位输出,加法计数时,进入1001状态后有负脉冲输出,脉宽为一个时钟周期。
OB为借位输出,减法计数时,进入0000状态后有负脉冲输出,脉宽为一个时钟周期。
3.3〈74LS47〉
BCD-七段显示译码器74LS47
图3.3.174LS47逻辑图图3.3.274LS47引脚图
功能或数字
显示字形
e
f
g
灯灭
0(输入)
灭灯
试灯
8
动态灭零
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
图3.3.374LS47功能表
1要求输出0~15时,灭灯输入〔BI〕必须开始时保持高电平。
如果不灭,如此动态灭灯输入〔RBI〕必须开路或为高电平。
2将一低电平直接加于灭灯输入〔BI〕时,如此不管其他输入为任何电平,所有各段输出都关闭。
3当动态灭灯输入/动态灭灯输出〔BI/RBO〕开路或者保持高电平而试灯输入为高电平时,所有各段输出都关闭并且动态灭灯输出〔RBO〕处于低电平〔响应条件〕。
4当灭灯输入/动态灭等输出〔BI/RBO〕开路或者保持高电平而试灯输入为低电平时,如此所有各段都开通。
5BI/RBO是线与逻辑,作灭灯输入〔BI〕或动态灭灯〔RBO〕之用,或两者兼用
3.4〈NE555〉
NE555
图3.4.1芯片的引脚图
引脚编号
符号
功能说明
1
地线
2
触发
3
4
复位
5
控制电压
6
阀值
7
放电
8
电源
图3.4.2NE555引脚功能
555定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。
一般用双极性工艺制作的称为555,用CMOS工艺制作的称为7555,除单定时器外,还有对应的双定时器556/7556。
555定时器的电源电压X围宽,可在4.5V~16V工作,7555可在3~18V工作,输出驱动电流约为200mA,因而其输出可与TTL、CMOS或者模拟电路电平兼容。
图3.4.3555定时器根本原理图
555定时器本钱低,性能可靠,只需要外接几个电阻、电容,就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器与施密特触发器等脉冲产生与变换电路。
它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量与自动控制等方面。
555定时器的内部电路框图和外引脚排列图分别如图2.9.1和图2.9.2所示。
它内部包括两个电压比拟器,三个等值串联电阻,一个RS触发器,一个放电管T与功率输出级。
它提供两个基准电压VCC/3和2VCC/3
555定时器的功能主要由两个比拟器决定。
两个比拟器的输出电压控制RS触发器和放电管的状态。
在电源与地之间加上电压,当5脚悬空时,如此电压比拟器A1的反相输入端的电压为2VCC/3,A2的同相输入端的电压为VCC/3。
假设触发输入端TR的电压小于VCC/3,如此比拟器A2的输出为1,可使RS触发器置1,使输出端OUT=1。
如果阈值输入端TH的电压大于2VCC/3,同时TR端的电压大于VCC/3,如此A1的输出为1,A2的输出为0,可将RS触发器置0,使输出为0电平。
555定时器在抢答器中的应用有单稳态触发器和多谐振荡器。
4、电路设计
如图,该电路实现两个功能:
一是能够过分辨出选手按键的先后,并锁存优先抢答者的编号,同时译码器显示电路显示编号;
二是禁止其他选手之后按键无效。
工作过程:
当开关处于去除端时,74LS279的RS触发器段均为0信号,所以四个触发器端均输出为0,此时ST为0,根据74LS148功能表可以看出,该芯片处于工作状态。
当开关达到“开始〞端时,抢答器处于等待工作状态,当有选手按下键时,与有一个输入端为低电平,根据74LS148功能表可知,Y1,Y2,Y3处于一种输出状态,Yex输出为0,所以1
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